SU396904A1 - Фантом торса человека - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к устройствам, используемым дл  прижизненной радиометрии излечений от радиоизотопов, содержащихс  в ткан х людей, профессионально контактирующих с радиоактивными веществами.

Известны фантомы торса человека, состо щие из основани  и оболочки в форме торса человека, скелета грудной клетки, искусственных легких и печени, гранулированного тканеэквивалентного материала, заполн ющего свободное пространство внутри оболочки.

Известные фантомы имеют посто нные размеры , соответствующие размерам «стандартного человека с фиксированной толщиной ткани, покрывающей передние ребра грудной клетки. У реальных же людей эта толщина ткани в зависимости от роста, веса, длины окружности грудной клетки и особенностей конституции тела конкретного человека колеблетс  в щироких пределах - от 0,5 до 5-6см. Вместе с тем, дл  прижизненного определени  содержани  в организме человека радиоизотопов , генерирующих м гкое рентгеновское излучение , которое сильно поглощаетс  тканью, чрезвычайно важно, чтобы аппаратура, измер юща  интенсивность этого рентгеновского излучени , выход щего на поверхность грудной клетки обследуемого субъекта, была бы отградуирована с помощью фантома, имеющего наиболее близкие размеры к размерам этого субъекта.

Кроме того, конструкци  известных фантомов не предусматривает возможности подбора толщины сло  имитатора ткани (гранулированного тканеэквивалентного материала), соответствующего толщине ткани, покрывающей скелет данного моделируемого субъекта, что резко снижает точность градуировки апнаратуры , с помощью которой производ тс  прижизненные измерени  обследуемых людей. Дл  замены искусственных органов, материала имитатора ткани и радиоактивных препаратов требуетс  демонтаж фантома, занимающий много времени, что существенно усложн ет и делает неудобной работу с фантомом .

В известных фантомах отсутствуют устройства , позвол ющие осуществл ть посто нный

контроль энергетической калибровки градуируемой с помощью этих фантомов аппаратуры , что снижает точность измерений.

С целью устранени  этого оболочка предлагаемого фантома выполнена из разъемных задней и передней стенок, а передн   стенка фантома выполнена подвижной относительно скелета с возможностью установки ее на заданном рассто нии от наружной поверхности ребер скелета. Это позвол ет учитывать по3 глощение квантового излучени  в стенке грудной клетки разной толщины. Дл  заполнени  фантома гранулированным тканеэквивалентным материалом передн   стенка его сочленена с задней с помощью5 гофрированной эластичной ленты из тканеэквивалентного материала. Чтобы обеспечить точную установку толщины передней стенки, в фантоме предусмотрен указатель толщины, выполненный в виде не-ю подвижной метки и подвижной щкалы, закрепленной на боковой стороне передней стенки. Дл  замены искусственных легких и печени на аналогичные органы иных размеров или сis другими эталонными препаратами на передней стенке фантома выполнено окно с крышкой , а дл  смены гранулированного тканеэквивалентного материала в основании фантома выполнено окно с подвижной заслонкой и20 бункер дл  сбора гранулированного материала . С целью обеспечени  возможности калибровки дозиметрической аппаратуры по фиксированной энергии квантового излучени  в не-25 реднюю стенку оболочки фантома встроены мишени-излучатели. На фиг. 1 схематично изображен предлагаемый фантом торса человека, вид спереди; на фиг. 2 - то же, вид сбоку и сечение но30 А-А. Фантом торса человека содержит основание 1, на котором укреплена рама 2 с траверсой 3 и оболочка фантома, имеющи  форму торса человека и изготовленна , например, из35 тонкого плексигласа. Оболочка образована двум  стенками 4 и 5, соответственно передней и задней. Внутри оболочки размещены скелет 6 грудной клетки человека, искусственные легкие 7 и печень 8, закрепленные на40 скелете с помощью зажимов, изготовленных из тканеэквивалентного материала. Все свободное пространство, ограниченное оболочкой и основанием фантома, заполнено гранулированным тканеэквивалентным материалом (на-45 пример, сополимером стирола и каучука с добавкой 13,5% MgO). В качестве скелета 6 может быть использован натуральный скелет торса человека европейского типа, имевшего рост 170 см. Перед50 установкой в фантом дл  предотвращени  порчи кости скелета подвергают необходимой обработке, обеспечивающей сохранение основных физических параметров - плотность костной ткани (р 1,85 г/см), эффективный атом-55 ный номер (Z 13,8) и других. С целью обеспечени  возможности подбора пространственного расположени  ребер относительно системы «легчие, печень - корпус, оболочка фантома, соответствующего распо-60 ложению ребер (относительно аналогичной 4 териала эквивалентного костной ткани. Это позвол ет моделировать характер поглощени  излучени , выход щего из легких и печени обследуемого субъекта с данной конкретной конституцией скелета, и, следовательно, повышает точность градуировки аппаратуры, на которой произведены прижизненные измерени  данного объекта. Оболочки искусственных легких 7 изготовлены из капрона и заполнены материалом эквивалентным легочной ткани, чтобы обеспечивались эффективна  плотность р 0,27-0,3 г/см и эффективный атомный номер Z 7,4. Оболочка искусственной печени 8 также изготовлена из капрона и заполнена ткапеэквивалентным материалом, имеющим р ,02г/см Z 7,8. В легкие и нечень вмонтированы по заданной геометрии радиоактивные препараты с известной величиной активности (Илугоний-239 , Америций-241), нанесенные на тканеэквивалентные подложки. Таким образом , искусственные легкие и печень образуют объемные радиоактивные источники с заданным пространственным раснределенпем излучателей калиброванной активности, Остов скелета смонтирован на основании 1 фантома и в своей верхней части прикреплен к траверсе 3, встроенной в раму 2. Передн   стенка 4 фантома выполнена подвижной относительно скелета. Дл  обеспечени  возможности установки стенки 4 на заданном рассто нии от наружной поверхности ребер скелета эта стенка сочленена с неподвижной задней стенкой 5 с помощью гофрированной эластичной ленты 9 из тканеэквивалентного материала. Точна  установка толщины нередней стенки нроизводитс  специальным приспособлением 10, содержащим опорный кронштейн 11, закрепленный на задней стенке 5 фантома, кронштейн-гайку 12, закрепленную на передней стенке 4, регулировочный винт 13 и указатель 14 толщины сло  тканеэквивалентного материала, прилегающего к передней стенке оболочки фантома. Указатель 14 толщины выполнен в виде ненодвижной метки и подвижной шкалы, закрепленной на боковой стороне передней стенки 4. Задн   стенка оболочки фантома своей нижней частью прикреплена к основанию 1, а верхней - к траверсе 3. -В передней стенке оболочки фантома имеетс  технологическое окно 15, снабженное крыщкой из плексиглаза. В центре основани  1.встроено технологическое окно с подвижной заслонкой, имеющее выход в бункер 16, предназначенный дл  сбора гранулированного материала - имитатора ткани. При открытой заслонке этот материал ссыпаетс  в бункер. В переднюю стенку 4 оболочки фантома

фолы размещена в области проекции на стен-. ку оболочки левого легкого, друга  - в области проекции правого легкого и треть  - в области проекции печени.

Работа фантома заключаетс  в следующем.

Искусственные легкие 7 и печень 8,  вл ющиес  объемными радиоактивными источниками , излучают изотопно-рентгеновские и гамма-кванты , которые, проход  через межреберные щели и слой имитатора , покрывающей скелет грудной клетки, поглощаютс  и рассеиваютс . Вследствие этого на поверхности фантома образуетс  «эталонный поток излучени  от объемных источников с известной величиной активности и заданным пространственным распределением излучателей внутри фантома, моделирующего грудную клетку человека.

Часть выход щего потока излучени  взаимодействует с медными фольгами мишенейизлучателей , возбужда  в них эмиссию характеристического рентгеновского излучени  с энергией квантов Е(-/С) 8,05 кэв.

Таким образом, детекторы градуируемой аппаратуры, расположенные над соответствующими органами (легкие и печень) фантома , регистрируют кванты «эт алонного потока излучени  и кванты «репернсГго потока излучени  от мишеней-излучателей.

Предмет изобретени 

Claims (6)

1. Фантом торса человека, состо щий из основани  и оболочки в форме торса человека, скелета грудной клетки, искусственных легких и печени, гранулированного тканеэквивалентного материала, заполн ющего свободное пространство внутри оболочки, отличающийс  тем, что, с целью учета поглощени  квантового излучени  в стенке грудной клетки разной толщины, оболочка фантома выполнена из разъемных задней и передней стенок, а

передн   стенка фантома выполнена подвижной относительно скелета с возможностью установки ее на заданном рассто нии от наружной поверхности ребер скелета.

2. Фантом .по п. 1, отличающийс  тем,

что, с целью заполнени  его гранулированным тканеэквивалентным материалом, передн   стенка сочленена с задней с помощью гофрированной эластичной ленты из тканеэквивалентного материала..

3. Фантом по п. 1, отличающийс  тем. что, с целью обеспечени  точной установки толщины передней стенки, он снабжен указателем толщины, выполненным в виде неподвижной метки и подвижной шкалы, закрепленной на боковой стороне передней стенки.

4.Фантом по п. 1, отличающийс  тем, что, с целью замены искусственных легких или печени на аналогичные органы иных размеров или с другими эталонными препаратами , на передней стенке выполнено окно с крышкой.

5.Фантом по п. 1, отличающийс  тем, что, с целью смены гранулированного тканеэквивалентного материала, в основании фантома выполнено окно с подвижной заслонкой и бункер дл  сбора гранулированного материала .

6.Фантом по п. 1, отличающийс  тем, что, с целью обеспечени  возможности калибровки дозиметрической аппаратуры по фиксированной энергии квантового излучени , в переднюю стенку оболочки фантома встроены мишени-излучатели.